一种薄壁-多类点阵填充结构一体化设计方法

专利主权项内容

1.一种薄壁-多类点阵填充结构一体化设计方法，其特征在于，所述薄壁-多类点阵填充结构一体化设计方法包括以下步骤：步骤1：结合拟采用的N≥2种不同构型的点阵单胞数据库，通过试验设计方法对所有构型点阵单胞进行密度采样获取N个样本数据，采用均匀化理论计算样本点阵单胞的等效弹性矩阵，并基于点阵单胞样本数据构建点阵密度场v和点阵构型场z(i＝1, ..., n)与等效弹性矩阵的多响应高斯隐变量预测模型，响应数为N；clsdatairesp步骤2：根据设计要求建立有限元模型，并确定非设计域和设计域，选取整体拓扑场μ、点阵密度场v和点阵构型场z(i＝1, ..., n)为设计变量，建立以结构柔度为目标、质量分数为约束的第一阶段优化模型，对第一阶段优化模型的关键参数进行初始化；i步骤3：基于点阵密度场v、点阵构型场z(i＝1, ..., n)计算多响应高斯隐变量预测模型中点阵单胞等效弹性矩阵D，其中n代表多响应高斯隐变量空间的维度；ilattice步骤4：基于整体拓扑场μ，结合三步滤波法和Heaviside投影，获得填充密度场和薄壁密度场/>步骤5：根据点阵单胞等效弹性矩阵D与填充密度场计算填充层弹性矩阵D，引入惩罚函数；latticeinfill步骤6：根据填充密度场薄壁密度场/>与填充层弹性矩阵D，结合薄壁填充结构多尺度材料插值模型，获得设计域内单元的弹性矩阵D和质量密度m：infill步骤7：结合宏观多尺度材料插值模型进行有限元分析，获得结构的柔度；步骤8：求解获得结构柔度和质量分数关于设计变量的灵敏度；步骤9：根据优化问题数学模型确定的目标函数和约束条件，将灵敏度提交移动渐近线算法求解器更新整体拓扑场μ、点阵密度场v与点阵构型场z；i步骤10：如果第k迭代步时，迭代次数k≥200或设计变量的最大变化小于0.01，则认为满足收敛条件，迭代停止并输出整体拓扑场μ和点阵构型场z，否则重复步骤3至步骤9；i步骤11：基于已有的整体拓扑场μ和点阵构型场z，以点阵密度场v为优化变量，建立以结构柔度作为优化目标、体积分数作为约束条件建立第二阶段优化模型，重复步骤3至步骤9的内容；i步骤12：如果第k迭代步时，设计变量的最大变化小于0.01，则认为满足收敛条件，停止迭代并输出结果，否则重复步骤11。。